Acionamentos Elétricos - Inversores Parte 1

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Prof: Alvaro de Medeiros Maciel 
Serão abordados os seguintes 
aspectos dos soft-starters 
 Blocos componentes do inversor de frequência 
 Sistema de um conversor CA/CC 
 Sistema de um conversor CC/CA 
 Sistema do inversor comercial 
 Diagrama de potência do inversor comercial (BR) 
 Características da topologia do inversor comercial (BR) 
 O chaveamento do inversor 
 Pulsos de saída versus tensão 
 Modulação por largura de pulso (PWM) 
 Frequência de chaveamento e corrente de saída 
 Vantagens de uma alta frequência de chaveamento 
 Desvantagem de uma alta frequência de chaveamento 
Blocos de um inversor de 
frequência 
 CPU; 
 Conversores A/D; 
 IHM; 
 Entradas e saídas digitais; 
 Sistema de potência. 
Sistema de um conversor CA/CC 
Figura 1 – Diagrama de blocos mais formas de onda de um retificador 
Sistema de um conversor CC/CA 
Figura 2 – Diagrama de blocos mais formas de onda de um inversor 
Sistema do inversor comercial 
Figura 3 – Diagrama de blocos sistema inversor comercial (BR) 
Diagrama de potência do inversor 
comercial (BR) 
Figura 4 – Diagrama de blocos sistema inversor comercial (BR) 
Características da topologia do 
inversor comercial (BR) 
 Controlar os pulsos de disparo dos IGBTs; 
 Implementar o tipo de controle de velocidade 
desejado; 
 Detectar erros; 
 Proteção. 
Características da topologia do 
inversor comercial (BR) 
Figura 5 – Diagrama de blocos sistema inversor comercial (BR) + bloco de 
controle 
O chaveamento do inversor 
Pulsos de saída versus tensão 
Modulação por largura de pulso 
(PWM) 
Comparações e PWM 
Comparações e PWM 
 Independentemente do tipo de inversor (se vetorial ou 
escalar), sempre uma estratégia PWM estará associada 
com a sua operação. Sem a estratégia PWM não existe 
uma maneira que garanta frequência fixa na geração 
dos pulsos de disparo e bloqueio das chaves de 
potência que compõem os inversores. Em linhas gerais 
as estratégias PWM podem ser baseadas em portadora, 
conforme visto no slide imediatamente anterior, ou 
vetoriais, baseada nas referências e no tempo de 
aplicação de estados de chaveamento ao conversor. 
Corrente em 1000 Hz 
Corrente em 2 kHz 
Corrente em 10 kHz 
Uma discussão a respeito do aumento da 
frequência de chaveamento dos inversores 
 Quanto maior for a frequência de chaveamento menor será a distorção 
harmônica nas correntes fornecidas pelo inversor; 
 Quanto maior for a frequência de chaveamento maiores serão as perdas 
associadas ao processo de chaveamento, essas perdas são sempre 
maiores que as de condução nas chaves (IGBTs); 
 Na maioria dos inversores comerciais existe a possibilidade do aumento 
da frequência de chaveamento, essas frequências situam-se na faixa de 
2,5 kHz até 15 kHz; 
 No mercado começam a aparecer os inversores multiníveis, com 
menores frequências de chaveamento porém baixas distorções 
harmônicas nas tensões e correntes de saída, essa tecnologia está 
associada a um custo um pouco maior se comparada aos inversores de 
dois níveis que, hoje, predominam no mercado. 
Vantagens de uma alta frequência 
de chaveamento 
 A redução do conteúdo harmônico das tensões e correntes 
que alimentam o motor proporciona que o mesmo opere 
com menores trepidações. Os harmônicos são ruins para os 
motores porque as correntes que alimentam o estator 
podem possuir componentes de sequência negativa que 
tentam impor uma rotação no sentido oposto no eixo dos 
motores e essa é a causa das trepidações. 
 Em inversores com capacidade de elevação de frequência 
implica, em tese e não para todos os fabricantes, uma maior 
taxa de amostragem dos sinais de tensão e corrente. Esse 
fator pode ajudar a melhorar a resposta dinâmica em 
inversores vetoriais.